KR102667635B1

KR102667635B1 - 유기성 폐기물 처리장치

Info

Publication number: KR102667635B1
Application number: KR1020230194199A
Authority: KR
Inventors: 박대식; 이상우
Original assignee: 박대식; 이상우
Priority date: 2023-12-28
Filing date: 2023-12-28
Publication date: 2024-05-20

Abstract

본 발명은 식품 폐기물, 농·축·수산물의 폐기물 및 하수 오니 등 각종 습식 유기성 폐기물을 잘게 파쇄하면서 증기를 이용하여 가수분해 및 건조처리를 통해 얻은 처리물을 가축사료, 퇴비, 토질개량제 또는 바이오 연료 등으로 자원화할 수 있는 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 상부에 유기성 폐기물을 투입시키는 투입구(101)와 하부에 투입된 유기성 폐기물이 처리되어 배출되는 배출구를 갖는 원통형 챔버; 상기 원통형 챔버의 중심축에 회전가능하게 설치되는 샤프트와 상기 샤프트를 회전시키는 모터를 포함하는 구동부; 상기 샤프트에 복수 개로 설치되고, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 원통형 챔버 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하고 교반하는 파쇄교반부; 복수의 수평 및 수직 프레임으로 구성되어 상기 원통형 챔버와 구동부를 고정 지지하는 프레임부; 상기 원통형 챔버의 내부로 증기를 공급하거나 배출하는 증기급배기부; 및 상기 구동부와 상기 증기급배기부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

유기성 폐기물 처리장치 {TREATMENT APPARATUS FOR ORGANIC WASTE}

본 발명은 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식품 폐기물, 농·축·수산물의 폐기물 및 하수 오니 등 각종 습식 유기성 폐기물을 잘게 파쇄하면서 증기를 이용하여 가수분해 및 건조처리를 통해 얻은 처리물을 가축사료, 퇴비, 토질개량제 또는 바이오 연료 등으로 자원화할 수 있는 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것이다.

환경오염을 저감하면서 동시에 자원화를 유도하기 위한 일환으로 음식물 쓰레기 등의 식품 폐기물과 가축분뇨 같은 유기성 폐기물을 소각하거나 메우지 않고 효율적으로 활용하기 위한 다양한 방안들이 연구되고 있다.

즉, 유기성 폐기물(또는 폐자원)을 매립, 해양투기, 소각을 금지하는 환경법 제도정비와 함께 자원순환형 시스템 구축을 통하여 유기성 폐기물의 감량화-자원화 및 에너지화를 위한 정책적 지원 방안과 기술개발이 진행되고 있다.

유기성 폐기물 처리장치는 유기성 폐기물을 건조하여 처리하는 건조 처리 방식과 미생물을 이용하여 발효 처리하는 방식으로 구분된다.

상기 방식 중에서 유기성 폐기물의 건조 처리 방식의 기술 중의 하나로서 등록특허공보 제10-2562934호에 친환경 유기성 폐기물 처리장치가 개시되었다.

상기 기술은 믹싱물이 투입되며 가열수단에 의해 바닥면이 가온되는 반응조를 포함하는 챔버; 상기 반응조에 배치되는 주축, 상기 주축에 돌출 형성되는 복수의 블레이드로 이루어지며, 상기 블레이드는 주축에 고정되는 교반축과 상기 교반축에 형성되는 패들을 포함하는 회전부; 및 상기 주축을 회전시키는 구동부; 를 포함하고, 상기 교반축은 주축을 중심으로 상호 동일선상에 배치되는 단축와 장축으로 이루어지며, 상기 장축의 단부에는 반응조의 내벽에 근접 배치되는 스크레이퍼가 구비되고, 상기 블레이드는 패들이 교반축에 대해 직각으로 돌출되는 평블레이드와 교반축에 대해 소정의 경사각을 가지며 돌출되는 사선블레이드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 공개특허공보 제10-2023-0150984호에 유기계 폐기물 처리장치 및 유기계 폐기물 처리 시스템에 개시되었다.

상기 기술은 유기계 폐기물을 투입하는 투입구와, 증기를 배출하는 증기 배출구와, 재생물을 배출하는 재생물 배출구를 구비하는 밀폐 가능한 내압용기와, 상기 내압용기 내에 설치되어, 상기 투입구로부터 투입된 상기 유기계 폐기물을 교반하고, 생성된 상기 재생물을 상기 재생물 배출구로 이송하는 교반 이송수단과, 과열증기를 상기 내압용기 내로 공급하는 내압용기 내 과열증기 공급수단과, 밀폐된 상기 내압용기 내의 압력을 조정하는 내압용기 내 압력 조정수단으로 이루어진다.

그러나 상기의 기술들은 챔버(또는 용기)에 수용된 유기성 폐기물을 단순히 섞거나 교반하는 블레이드를 구성함으로써, 비교적 큰 유기성 폐기물을 처리하는 데 많은 시간이 소요되고 있고, 이에 따라 대량의 유기성 폐기물을 처리하기가 곤란한 단점이 있다.

등록특허공보 제10-2562934호(2023. 07. 31.) 공개특허공보 제10-2023-0150984호(2023. 10. 31.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 유기성 폐기물을 잘게 파쇄하여 유기성 폐기물을 처리하는 시간을 단축할 수 있는 유기성 폐기물 처리장치를 제공하는데 있다.

또한, 유기성 폐기물을 처리하는 시간을 단축하여 대량의 유기성 폐기물을 처리할 수 있는 유기성 폐기물 처리장치를 제공하는데 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 상부에 유기성 폐기물을 투입시키는 투입구(101)와 하부에 투입된 유기성 폐기물이 처리되어 배출되는 배출구(102)를 갖는 원통형 챔버(100); 상기 원통형 챔버(100)의 중심축에 회전가능하게 설치되는 샤프트(210)와 상기 샤프트(210)를 회전시키는 모터(220)를 포함하는 구동부(200); 상기 샤프트(210)에 복수 개로 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 따라 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하고 교반하는 파쇄교반부(300); 복수의 수평 및 수직 프레임으로 구성되어 상기 원통형 챔버(100)와 구동부(200)를 고정 지지하는 프레임부(400); 상기 원통형 챔버(100)의 내부로 증기를 공급하거나 배출하는 증기급배기부(500); 및 상기 구동부(200)와 상기 증기급배기부(500)의 동작을 제어하는 제어부(600)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(600)는 입력신호에 기초하여 상기 구동부(200)의 모터(220) 회전방향과 속도를 제어하고, 상기 증기급배기부(500)의 증기 급기와 배기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 프레임부(400)에 설치되어 상기 프레임부(400)를 경사지게 기울이는 틸팅부(700)를 더 포함하고, 입력 신호에 기초하여 상기 제어부(600)는 상기 틸팅부(700)를 동작시켜 상기 프레임부(400)를 틸팅시키고, 틸팅에 의해 상기 원통형 챔버(100)의 배출구(130)가 하향되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투입구(101)에는 상기 투입구(101)를 밀폐시키는 투입밀폐모듈(110)이 구성되고, 상기 투입밀폐모듈(110)은 상기 투입구(101)의 플랜지(102a)에 끼워지 설치되고 상부에 일정 간격으로 락킹돌기(111a)가 형성된 락킹림(111); 상기 락킹림(111)의 상부에 배치되고 상기 락킹림(111)의 락킹돌기(111a) 사이를 통과하는 캡날개(112a)가 형성된 캡(112); 상기 캡(112)을 상부측으로 탄성지지하는 캡지지유닛(113); 및 상기 락킹림(111)을 회전시키는 지렛대유닛(114)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 배출구(102)에는 상기 배출구(102)를 밀폐시키는 배출밀폐모듈(120)이 구성되고, 상기 배출밀폐모듈(120)은 일측이 개방되고 타측은 중심에 나사산을 형성한 엔드캡(121a)이 구비되어, 개방된 일측이 배출구(102) 측에 설치되며, 하부측에는 상기 배출구(102)와 연통된 배출통공(121b)이 형성되는 배출실린더(121); 피스톤(122)은 상기 배출실린더(121)의 내부에 배치되어 상기 배출구(102)와 상기 배출통공(121b)의 유로를 단속하는 피스톤(122); 일측은 상기 피스톤(122)에 회전가능하게 연결되고 타측은 상기 배출실린더(121)의 엔드캡(121a) 외측으로 노출되며, 일부는 상기 엔드캡(121a)의 나사산과 나사결합되는 로드(123); 및 상기 로드(123)의 타측에 결합되는 배출핸들(124)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 파쇄교반부(300)는 상기 샤프트(210)에 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 의해 회동되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄블레이드(310); 및 상기 파쇄블레이드(310)에 설치되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 교반하는 교반블레이드(320)를 포함한다.

또한, 상기 파쇄블레이드(310)는 상기 샤프트(210)의 축과 수직으로 설치되고 선단측에는 장공(311a)이 형성되는 한쌍의 파쇄암(311); 서로 마주하는 상기 장공(311a)에 설치되는 칼날축(312); 상기 칼날축(312)에 설치되는 복수 개의 원형칼날(313); 한쌍의 상기 파쇄암(311) 사이에 설치되고 그 내부에는 탄성스프링(314a)이 구비된 스프링하우징(314); 일측은 상기 칼날축(312)의 양측을 지지하고, 타측은 상기 탄성스프링(314a)에 탄성지지되는 텐션프레임(315); 및 상기 탄성스프링(314a)의 탄성력을 조절하는 텐션조정부재(316)를 포함한다.

또한, 상기 파쇄블레이드(310)는 상기 샤프트(210)의 축과 수직으로 설치되는 한쌍의 파쇄암(321); 한쌍의 상기 파쇄암(321) 사이에 설치되는 스페이서(322); 상단은 상기 스페이서(322)에 고정되고 하단은 양측으로 갈라져 상기 파쇄암(321)의 내측으로 길게 형성되는 판스프링(323); 상기 판스프링(323)의 하단에 각각 끼워져 설치되고 통공(324a)을 형성된 고정추(324); 상기 고정추(324)의 통공(324a)을 관통하여 설치되는 칼날축(325); 및 상기 칼날축(325)에 설치되는 복수 개의 원형칼날(326)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 원통형 챔버(100)의 내부에는 일정 간격으로 복수 개의 고정블레이드(130)가 구성되고, 상기 파쇄교반부(300)는 상기 고정블레이드(130) 사이를 통과하도록 구성된다.

본 발명에 의하면, 원통형 챔버로 투입된 유기성 폐기물은 원통형 챔버 내에서 샤프트에 설치된 파쇄블레이드와 원통형 챔버의 내면에 설치된 고정블레이드에 의해 분쇄되면서, 상기 파쇄블레이드에 구성된 원형칼날에 의해 잘게 파쇄되어 유기성 폐기물을 처리하는데 소요되는 시간을 대폭적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 파쇄블레이드에 설치되는 교반블레이드에 의해 유기성 폐기물의 뭉침을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 일 실시 예에 대한 사시도,
도 2는 도 1의 A-A' 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 투입밀폐모듈의 사시도(a)와 단면도(b),
도 4는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 투입밀폐모듈의 평면도(a)와 분해 사시도(b),
도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 투입밀폐모듈의 닫힘상태를 나타낸 단면도(a)와 테이퍼 하부돌기와 테이퍼 상부돌기에 의해 가압된 상태의 단면도(b),
도 6은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 배출밀폐모듈의 사시도(a), (a)의 B-B' 단면도(b), 배출구 개방 상태 단면도(c),
도 7은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 파쇄교반부가 샤프트에 결합된 상태의 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 파쇄교반부가 샤프트에 결합된 상태의 정면도,
도 9는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 일실시 예의 파쇄교반부 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 일실시 예의 파쇄교반부 분해 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 다른 실시 예의 파쇄교반부 사시도
도 12는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 다른 실시 예의 파쇄교반부 분해 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 파쇄교반부와 고정블레이드의 구성을 나타낸 사시도,
도 14는 도 1의 C-C' 단면도,
도 15는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 틸팅부의 동작 상태를 나타낸 도면이다.

다음으로 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.

또한, 이하에 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.

본 발명은 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식품 폐기물, 농·축·수산물의 폐기물 및 하수 오니 등, 각종 습식 유기성 폐기물을 잘게 파쇄하면서 증기를 이용하여 가수분해 및 건조처리를 통해 얻은 처리물을 가축사료, 퇴비, 토질개량제 또는 바이오 연료 등으로 자원화할 수 있는 유기성 폐기물 처리장치에 관한 것이다.

본 발명에서의 유기성 폐기물은 물에서 유래한 썩기 쉬운 유기물질로 이뤄진 폐기물로서, 일반 및 산업폐기물 중에서도 주로 유기물을 주체로 하는 폐기물을 의미하는 것이며 음식물 쓰레기, 농업 부산물, 가축분뇨, 인분뇨, 나무껍질, 산업폐수오니, 식품산업폐기물, 생활하수오니 등을 포함한 가수분해를 통해 가축사료, 퇴비, 토질개량제 또는 바이오 연료 등으로 자원화할 수 있는 물질이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 일 실시 예에 대한 사시도 및 도 1의 A-A' 단면도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치는 원통형 챔버(100), 구동부(200), 파쇄교반부(300), 프레임부(400), 증기급배기부(500) 및 제어부(600)를 포함하여 구성된다.

원통형 챔버(100)는 그 단면이 원형으로 구성되고, 양 단은 반구 형상의 챔버캡에 의해 그 내부는 밀폐되는 것으로서, 상부에 유기성 폐기물을 투입시키는 투입구(101)와 하부에 투입된 유기성 폐기물이 처리되어 배출되는 배출구(102)를 갖는다.

서로 마주하는 상기 챔버캡의 중심에는 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 후술되는 구동부(200)의 샤프트(210)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 원통형 챔버(100)의 내부는 2중 내압용기로 구성되어 내압뿐만 아니라 고온을 견딜 수 있도록 구성된다.

상기 원통형 챔버(100)의 하부에는 그 내부에서 응축된 응축수를 자동으로 배출되는 드레인밸브(103)가 설치된다.

상기에서 투입구(101)는 설계 조건에 따라 1개 또는 2개 구성될 수 있고, 상기 투입구(101)에는 상기 투입구(101)를 밀폐시키는 투입밀폐모듈(110)이 구성된다. 또한, 상기 상기 배출구(102)에는 상기 배출구(102)를 밀폐시키는 배출밀폐모듈(120)이 구성된다.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 투입밀폐모듈의 구성을 나타낸 도면으로, 도 3은 투입밀폐모듈의 사시도(a)와 단면도(b)이고, 도 4는 투입밀폐모듈의 평면도(a)와 분해 사시도(b)를 나타낸 것이다.

첨부된 도 3 및 도 4를 참조하면, 투입밀폐모듈(110)은 투입구(101)의 플랜지(102a)에 끼워지 설치되고 상부에 일정 간격으로 락킹돌기(111a)가 형성된 락킹림(111)과, 상기 락킹림(111)의 상부에 배치되고 상기 락킹림(111)의 락킹돌기(111a) 사이를 통과하는 캡날개(112a)가 형성된 캡(112)과, 상기 캡(112)을 상부측으로 탄성지지하는 캡지지유닛(113)과 상기 락킹림(111)을 회전시키는 지렛대유닛(114)을 포함하여 구성된다.

상기 투입구(101)의 플랜지(102a) 상부에는 밀폐를 위한 오링(도면부호 미표시)이 구성된다.

상기에서 캡지지유닛(113)은 상기 투입구(101)에 근접하여 원통형 챔버(100)에 직립 설치되는 캡지지프레임(113a)과, 수평으로 배치되고 상기 캡지지프레임(113a)에 끼워져 상하로 이동 가능하게 설치되며 상기 일측 자유단의 하부에 상기 캡(112)이 회동가능하게 설치되는 캡프레임(113b) 및 상기 캡지지프레임(113a)에 삽입되어 상기 캡프레임(113b)을 상부측으로 탄성지지하는 캡스프링(113c)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 캡지지프레임(113a)의 상부측에는 상기 캡프레임(113b)이 상부측으로 이탈을 방지하는 걸림턱(도면부호 미표시)이 형성된다.

또한, 상기 지렛대유닛(114)은 상기 투입구(101)에 근접하여 원통형 챔버(100)에 직립 설치되는 지레프레임(114a)과, 상기 지레프레임(114a)에 끼워져 상하로 이동가능하게 설치되는 지레바(114b)를 포함한다.

이때, 상기 지레바(114b)의 일측단은 상기 락킹림(111)의 외주연에 돌출 구성된 복수 개의 지레돌기(111b)에 인입되게 된다.

이에, 캡(112)의 캡날개(112a)와 락킹림(111)의 락킹돌기(111a)가 맞물림되게 위치한 상태에서 상기 캡지지유닛(113)을 하향시키고, 상기 캡지지유닛(113)의 하향에 따라 상기 캡(112)이 상기 락킹림(111)의 내측으로 인입되게 된다.

상기 캡(112)이 상기 락킹림(111)의 내측으로 인입된 상태에서 상기 지렛대유닛(114)을 회전시키게 되면, 상기 락킹림(111)이 회전하여 락킹돌기(111a)가 상기 캡날개(112a)를 고정시키게 되며, 투입구(101)의 상부는 밀폐되게 된다.

이때, 상기 캡(112)이 투입구(101) 상부를 밀폐하는 과정에서 상기 락킹림(111)이 상기 캡(112)을 더욱 견고하게 밀폐시키도록 테이퍼 형상의 돌기가 플랜지(102a)의 하부 및 상기 락킹림(111)에 각각 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 투입밀폐모듈의 닫힘상태를 나타낸 단면도(a)와 테이퍼 하부돌기와 테이퍼 상부돌기에 의해 가압된 상태의 단면도(b)를 나타낸 것이다.

첨부된 도 5를 참조하면, 투입구(101)의 플랜지(102a) 하부에는 경사진 형상의 테이퍼 하부돌기(102b)가 형성되고, 락킹림(111)에는 상기 테이퍼 하부돌기(102b)에 대응하는 테이퍼 상부돌기(111c)가 형성된다.

이에, 지렛대유닛(114)의 회동에 의해 상기 락킹림(111)을 회전시키게 되면, 상기 테이퍼 상부돌기(111c)가 테이퍼 하부돌기(102b) 밑으로 밀려 들어가게 되고, 이에 상기 락킹림(111)이 더욱 하측으로 이동됨에 따라 상기 락킹림(111)이 잡고 있는 캡(112)이 투입구(101)의 플랜지(102a)에 더욱 밀착되게 된다.

이에, 상기 투입구(101)를 더욱 견고히 밀폐시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 배출밀폐모듈의 구성을 나타낸 것으로서, 도 6의 (a)는 배출밀폐모듈의 사시도, (b)는 (a)의 B-B' 단면도, (c)는 배출구 개방 상태 단면도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 6을 참조하면, 배출밀폐모듈(120)은 배출실린더(121), 피스톤(122), 로드(123) 및 배출핸들(124)을 포함하여 구성된다.

배출실린더(121)는 일측이 개방되고 타측은 중심에 나사산을 형성한 엔드캡(121a)이 구비되어, 개방된 일측이 배출구(102) 측에 설치된다. 또한, 상기 배출실린더(121)의 하부측에는 배출구(102)와 연통된 배출통공(121b)이 형성된다.

피스톤(122)은 상기 배출실린더(121)의 내부에 배치되어 배출구(102)와 배출통공(121b)의 유로를 단속한다.

로드(123)는 회전에 의해 상기 피스톤(122)을 이동시키는 것으로서, 일측은 상기 피스톤(122)에 회전가능하게 연결되고 타측은 상기 배출실린더(121)의 엔드캡(121a) 외측으로 노출되며, 일부는 상기 엔드캡(121a)의 나사산과 나사결합된다.

배출핸들(124)은 상기 로드(123)의 타측에 결합된다.

상기의 구성에 따라 배출구(102)의 개방 상태를 도 5의 (c)를 통해 예를 들어 설명하면, 상기 로드(123)의 일부가 상기 엔드캡(121a)의 나사산에 나사결합되어 있으므로, 배출핸들(124)의 역회전에 의해 로드(123)는 상기 배출실린더(121)로부터 외측으로 점진적 이동되고, 로드(123)의 이동에 의해 상기 로드(123) 선단에 연결된 피스톤(122)이 상기 배출실린더(12) 내부에서 로드(123)와 함께 이동되게 된다. 상기 피스톤(122)의 이동에 따라 배출구(102)와 배출실린더(121)의 배출통공(121b)이 연통되게 된다. 이에, 원통형 챔버(100)에 수용되어 처리된 유기성 폐기물이 배출통공(121b)를 통해 외부로 배출되게 된다.

구동부(200)는 원통형 챔버(100)의 중심축에 회전가능하게 설치되는 샤프트(210)와 상기 샤프트(210)를 회전시키는 모터(220)를 포함한다.

이때, 상기 모터(220)와 샤프트(210) 사이에는 모터(220)의 분당 회전수(rpm)를 감소시키면서 토크를 증가시켜 상기 샤프트(210)에 전달되도록 감속기어가 구성되고, 감속기어와 샤프트(210)는 커플러 등을 통해 연결된다.

또한, 샤프트(210)와 원통형 챔버(100)의 접촉부에는 패킹부재가 구성되어 상기 원통형 챔버(100)의 내부를 밀폐하도록 구성된다.

파쇄교반부(300)는 상기 샤프트(210)의 회전에 따라 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하고 교반하는 기능을 수행한다.

도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 파쇄교반부가 샤프트에 결합된 상태의 사시도 및 정면도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 파쇄교반부(300)는 샤프트(210)에 복수 개로 설치되는데, 이웃하는 파쇄교반부와 90°의 각도로 샤프트(210)에 설치되게 된다. 예를 들어, 1번째 파쇄교반부는 0°, 두번째 파쇄교반부는 90°, 세번째 파쇄교반부는 180°및 네번째 파쇄교반부는 270°로 설치되어 유기성 폐기물과의 접촉시 파쇄교반부에 의한 샤프트로 전달되는 부하를 분산하도록 구성된다.

도 9 및 도 10은 각각 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 일실시 예의 파쇄교반부 사시도 및 분해 사시도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 9 및 도 10을 참조하면, 일 실시 예의 파쇄교반부(300)는 상기 샤프트(210)에 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 의해 회동되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄블레이드(310)와 상기 파쇄블레이드(310)에 설치되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 교반하는 교반블레이드(330)를 포함한다.

상기 구성에서, 상기 파쇄블레이드(310)는 샤프트(210, 도 8 참조)의 축과 수직으로 설치되고 선단측에는 장공(311a)이 형성되는 한쌍의 파쇄암(311)과, 서로 마주하는 상기 장공(311a)에 설치되는 칼날축(312)과, 상기 칼날축(312)에 설치되는 복수 개의 원형칼날(313)과, 한쌍의 상기 파쇄암(311) 사이에 설치되고 그 내부에는 탄성스프링(314a)이 구비된 스프링하우징(314)과, 일측은 상기 칼날축(312)의 양측을 지지하고, 타측은 상기 탄성스프링(314a)에 탄성지지되는 텐션프레임(315) 및 상기 탄성스프링(314a)의 탄성력을 조절하는 텐션조정부재(316)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 원형칼날(313)은 원통형 챔버(100)의 내측면에 접촉하여 회전운동하도록 구성된다.

또한, 상기 텐션조정부재(316)는 탄성스프링(314a)의 상부를 지지하는 지지판(316a)과 상기 스프링하우징(314)에 나사 결합되어 하측 선단이 상기 지지판(316a)에 접촉하는 탄성조정볼트(316b)로 구성된다.

이에, 상기 탄성조정볼트(316b)의 조임 정도에 따라 상기 원통형 챔버(100) 내측에 접촉하는 상기 원형칼날(313)의 접촉력을 가변시킬 수 있다.

따라서 사용경과에 의해 상기 탄성스프링(314a)의 탄성이 약해지면 상기 탄성조정볼트(316b)을 조임조절하여 접촉력을 동일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

교반블레이드(330)는 상기 한쌍의 파쇄암(311) 중에서 선택된 하나의 파쇄암(311)에 볼트를 통해 볼팅 결합되며, 일측이 절곡된 형상으로 구성된다.

상기의 구성에 의하면, 상기 파쇄블레이드(310)는 샤프트(210)에 의해 회전운동을 하면서 복수 개의 원형칼날(313)이 원통형 챔버(100)에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하게 된다.

또한, 교반블레이드(330)에 의해 원통형 챔버(100)에 수용된 유기성 폐기물을 일측으로 이송시키게 된다.

도 11 및 도 12는 각각 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 다른 실시 예의 파쇄교반부 사시도 및 분해 사시도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 11 및 도 12를 참조하면, 다른 실시 예의 파쇄교반부(300)는 상기 샤프트(210)에 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 의해 회동되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄블레이드(320)와 상기 파쇄블레이드(320)에 설치되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 교반하는 교반블레이드(330)를 포함한다.

여기서, 상기 파쇄블레이드(320)는 상기 샤프트(210)의 축과 수직으로 설치되는 한쌍의 파쇄암(321)과, 한쌍의 상기 파쇄암(321) 사이에 설치되는 스페이서(322)와, 상단은 상기 스페이서(322)에 고정되고 하단은 양측으로 갈라져 상기 파쇄암(321)의 내측으로 길게 형성되는 판스프링(323)과, 상기 판스프링(323)의 하단에 각각 끼워져 설치되고 통공(324a)을 형성된 고정추(324)와, 상기 고정추(324)의 통공(324a)을 관통하여 설치되는 칼날축(325)과, 상기 칼날축(325)에 설치되는 복수 개의 원형칼날(326)을 포함하여 구성된다.

이에, 상기 파쇄블레이드(320)의 원형칼날(326)은 상기 판스프링(323)에 의해 원통형 챔버(100)의 내측면에 접촉한 상태에서 회전되어 유기성 폐기물을 잘게 파쇄하게 된다.

교반블레이드(330)는 상기 한쌍의 파쇄암(321) 중에서 선택된 하나의 파쇄암(321)에 볼트를 통해 볼팅 결합되며, 일측이 절곡된 형상으로 구성된다.

상기에서, 파쇄교반부(300)의 파쇄암(311, 321)은 샤프트(210)에 고정된 상태에서 상기 원통형 챔버(100) 내부에서 회전하게 되는데, 파쇄암(311, 321)의 회전에 의해 원통형 챔버(100) 내부에 수용되 비교적 큰 유기성 폐기물을 파쇄하기 위해 상기 원통형 챔버(100) 내부에는 일정 간격으로 복수 개의 고정블레이드가 구성된다.

도 13은 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 파쇄교반부와 고정블레이드의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 14는 도 1의 C-C' 단면도이다.

첨부된 도 13 및 도 14를 참조하면, 원통형 챔버(100)의 하측 내부에는 원통형 챔버(100)의 내부에는 일정 간격으로 복수 개의 고정블레이드(130)가 구성되고, 파쇄교반부(300)는 상기 고정블레이드(130) 사이를 통과하도록 구성된다.

이때, 상기 고정블레이드(130)는 상기 원통형 챔버(100)의 수직축에 대해 서정의 편심되어 서로 마주하도로 2열로 배치된다.

상기 고정블레이드(130)의 구성을 살펴보면, 원통형 챔버(100)의 내측에 고정 설치되는 고정날받침대(131)와 상기 고정날받침대(131)에 설치되어 상기 원통형 챔버(100)의 중심축으로 돌출된 고정날(132)로 구성되며, 상기 고정날(132)는 일측으로 휘어진 곡선형으로 구성된다. 이에, 상기 고정날(132)이 일측으로 휘어진 곡선형으로 구성됨에 따라 파쇄암(311)과의 교차시에 고정날(132)이 받는 부하가 감소되고, 부하의 감소에 의해 유기성 폐기물의 파쇄가 쉽게 이루어지며 모터(220)이 인가되는 부하가 감소되는 장점이 있다.

상기에서 고정날(132) 사이로 파쇄교반부(300)가 통과하면서 파쇄암(311)과 협업하여 유기성 폐기물을 파쇄하기 때문에 상기 고정날(132)의 마모 또는 고장에 따라 쉽게 교체할 수 있게 된다.

또한, 원통형 챔버(100)의 내부 하부측, 즉 고정블레이드(130)와 마주하는 고정블레이드(130) 사이에는 상기 원통형 챔버(100)의 길이 방향으로 복수 개의 분쇄돌기(140)가 구성된다.

상기 분쇄돌기(140)는 파쇄교반부(300)의 파쇄블레이드(310)가 원통형 챔버(100)의 내측면을 접촉하여 회전하는 과정에서 원형칼날(313)에 접촉되어 유기성 폐기물을 잘게 파쇄하는 기능을 수행한다.

부연하면, 상기 분쇄돌기(140)는 원형칼날(313)에 의해 파쇄되지 못하고 밀리는 유기성 폐기물을 일시적으로 지지하여 유기설 폐기물이 원형칼날(313)에 의해 파쇄되도록 하는 것이다.

프레임부(400)는 복수의 수평 및 수직 프레임으로 구성되어 상기 원통형 챔버(100)와 구동부(200)를 고정 지지한다.

즉, 상기 프레임부(400)는 복수 개의 수평 프레임과 복수 개의 수직 프레임으로 구성된 틀로서, 그 상부에는 원통형 챔버(100)와 구동부(200)를 지면으로부터 소정 간격으로 이격시킨다.

증기급배기부(500, 도 2 참조))는 상기 원통형 챔버(100)의 내부로 증기를 공급하거나 배출하는 기능을 수행한다.

상기 증기급배기부(500)는 본 발명의 유기성 폐기물 처리장치의 외부에서 보일러 등을 통해 생성된 증기(steam)를 원통형 챔버(100)로 투입시키는 증기투입구(510)와 상기 원통형 챔버(100) 내의 증기를 배출하는 증기배출구(520)를 가지며, 증기의 투입에 의해 원통형 챔버(100) 내부의 온도를 검출하여 표시하는 온도계측기(530)와 원통형 챔버(100) 내부의 압력을 검출하여 표시하는 압력계측기(540)를 포함한다.

이에, 상기 원통형 챔버(100) 내부로 증기를 투입함에 따라 원통형 챔버(100) 내부는 고온 및 고압의 상태에서 그 내부에 수용된 유기성 폐기물을 가수분해할 수 있는 조건을 충족하게 된다.

상기에서 가수분해 조건은 유기성 폐기물의 종류와 상태(수분함량 등)에 따라 증기의 투입 및 배출을 조절하여 원통형 챔버(100) 내의 온도와 압력을 조절하여 가능하게 구성된다.

가수분해는 고온 및 고압의 증기를 이용하여 유기성 폐기물을 분해하는 것으로서, 유기성 폐기물에 포함된 리그노셀룰로오스를 고온 및 고압에서 분해하게 된다.

제어부(600)는 구동부(200)와 증기급배기부(500)의 동작을 제어한다.

상세하게, 상기 제어부(600)는 구동부(200)의 모터(220)에 대한 회전속도, 회전방향 및 시간을 제어하고, 증기급배기부(500)의 증기 투입과 배출을 제어한다.

여기서, 상기 제어부(600)는 모터(220)의 회전방향을 제어하도록 하는데, 파쇄교반부(300)의 교반블레이드(320)에 의해 원통형 챔버(100)에 수용된 유기성 폐기물을 좌우로 교반시키게 된다.

이때, 상기 증기급배기부(500)의 증기 투입과 배출은 설정된 온도 및 압력에 기토하여 증기를 투입하거나 배출하도록 구성된다.

한편, 원통형 챔버(100)에서 가수분해 및 건조처리를 통해 얻은 처리물은 배출밀폐모듈(120)의 동작에 의해 배출구(102)를 통해 배출된다.

이때, 원통형 챔버(100)에서 처리된 처리물의 배출은 그 내부에서 회전하는 파쇄교반부(300)의 동작에 의존되어야 한다.

그러나 상기 파쇄교반부(300)의 동작에 의존하여 원통형 챔버(100)에서 처리된 처리물을 배출하려면 많은 시간이 소요됨은 물론, 원통형 챔버(100) 내부에 많은 처리물이 잔존하게 된다.

이러한 단점을 해소하기 위해서, 본 발명에서는 틸팅부가 구성된다.

상기 틸팅부(700)는 프레임부(400)에 설치되어 상기 프레임부(400)를 경사지게 기울여서, 원통형 챔버(100) 내부에서 처리된 처리물의 배출이 쉽도록 하는 기능을 수행한다.

도 15는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치에 적용된 틸팅부의 동작 상태를 나타낸 도면이다.

첨부된 도 15를 참조하면, 틸팅부(700)는 유압식 또는 전기식으로 구성되어 입력 신호(또는 유압)에 의해 길이가 신장되고나 축소되는 것으로서, 일단은 프레임부(400)에 결합되고, 타측단은 지면(기저부)에 결합된다.

이때, 상기 프레임부(400)에 결합되는 상기 틸팅부(700)는 원통형 챔버(100)의 배출구(102)의 반대방향에 결합되게 된다.

여기서, 상기의 입력 신호는 제어부(600, 도 1 참조))를 통해 이루어질 수 있다.

부연하면, 입력 신호에 기초하여 상기 제어부(600)는 상기 틸팅부(700)를 동작(신장)시켜 상기 프레임부(400)의 모터(200) 측을 상부로 들어올리도록 틸팅시키고, 틸팅에 의해 상기 원통형 챔버(100)의 배출구(102)가 하향되게 된다.

상기 원통형 챔버(100)의 배출구(102)가 하향된 상태에서, 구동부(200)를 동작시키게 되면, 상기 구동부(200)의 동작에 의해 파쇄교반부(300)가 동작되어 원통형 챔버(100) 내부에서 처리된 처리물이 배출구(102) 측으로 이송되게 된다.

상기에서는 본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 발명의 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속한다.

100: 원통형 챔버 101: 투입구
102: 배출구 110: 투입밀폐모듈
120: 배출밀폐모듈 200: 구동부
210: 샤프트 220: 모터
300: 파쇄교반부 310: 파쇄블레이드
320: 교반블레이드 400: 프레임부
500: 증기급배기부 600: 제어부

Claims

상부에 유기성 폐기물을 투입시키는 투입구(101)와 하부에 투입된 유기성 폐기물이 처리되어 배출되는 배출구(102)를 갖는 원통형 챔버(100);
상기 원통형 챔버(100)의 중심축에 회전가능하게 설치되는 샤프트(210)와 상기 샤프트(210)를 회전시키는 모터(220)를 포함하는 구동부(200);
상기 샤프트(210)에 복수 개로 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 따라 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하고 교반하는 파쇄교반부(300);
복수의 수평 및 수직 프레임으로 구성되어 상기 원통형 챔버(100)와 구동부(200)를 고정 지지하는 프레임부(400);
상기 원통형 챔버(100)의 내부로 증기를 공급하거나 배출하는 증기급배기부(500); 및
상기 구동부(200)와 상기 증기급배기부(500)의 동작을 제어하는 제어부(600);
를 포함하여 구성되고,
상기 파쇄교반부(300)는,
상기 샤프트(210)에 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 의해 회동되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄블레이드(310); 및 상기 파쇄블레이드(310)에 설치되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 교반하는 교반블레이드(320); 를 포함하고,
상기 파쇄블레이드(310)는,
상기 샤프트(210)의 축과 수직으로 설치되고 선단측에는 장공(311a)이 형성되는 한쌍의 파쇄암(311); 서로 마주하는 상기 장공(311a)에 설치되는 칼날축(312); 상기 칼날축(312)에 설치되는 복수 개의 원형칼날(313); 한쌍의 상기 파쇄암(311) 사이에 설치되고 그 내부에는 탄성스프링(314a)이 구비된 스프링하우징(314); 일측은 상기 칼날축(312)의 양측을 지지하고, 타측은 상기 탄성스프링(314a)에 탄성지지되는 텐션프레임(315); 및 상기 탄성스프링(314a)의 탄성력을 조절하는 텐션조정부재(316);를 포함하여 구성되고,
상기 제어부(600)는 입력신호에 기초하여 상기 구동부(200)의 모터(220) 회전방향과 속도를 제어하고, 상기 증기급배기부(500)의 증기 급기와 배기를 제어하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프레임부(400)에 설치되어 상기 프레임부(400)를 경사지게 기울이는 틸팅부(700);
를 더 포함하고,
입력 신호에 기초하여 상기 제어부(600)는 상기 틸팅부(700)를 동작시켜 상기 프레임부(400)를 틸팅시키고, 틸팅에 의해 상기 원통형 챔버(100)의 배출구(102)가 하향되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 투입구(101)에는 상기 투입구(101)를 밀폐시키는 투입밀폐모듈(110)이 구성되고,
상기 투입밀폐모듈(110)은,
상기 투입구(101)의 플랜지(102a)에 끼워지게 설치되고 상부에 일정 간격으로 락킹돌기(111a)가 형성된 락킹림(111);
상기 락킹림(111)의 상부에 배치되고 상기 락킹림(111)의 락킹돌기(111a) 사이를 통과하는 캡날개(112a)가 형성된 캡(112);
상기 캡(112)을 상부측으로 탄성지지하는 캡지지유닛(113); 및
상기 락킹림(111)을 회전시키는 지렛대유닛(114);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배출구(102)에는 상기 배출구(102)를 밀폐시키는 배출밀폐모듈(120)이 구성되고,
상기 배출밀폐모듈(120)은,
일측이 개방되고 타측은 중심에 나사산을 형성한 엔드캡(121a)이 구비되어, 개방된 일측이 배출구(102) 측에 설치되며, 하부측에는 상기 배출구(102)와 연통된 배출통공(121b)이 형성되는 배출실린더(121);
피스톤(122)은 상기 배출실린더(121)의 내부에 배치되어 상기 배출구(102)와 상기 배출통공(121b)의 유로를 단속하는 피스톤(122);
일측은 상기 피스톤(122)에 회전가능하게 연결되고 타측은 상기 배출실린더(121)의 엔드캡(121a) 외측으로 노출되며, 일부는 상기 엔드캡(121a)의 나사산과 나사결합되는 로드(123); 및
상기 로드(123)의 타측에 결합되는 배출핸들(124);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
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상부에 유기성 폐기물을 투입시키는 투입구(101)와 하부에 투입된 유기성 폐기물이 처리되어 배출되는 배출구(102)를 갖는 원통형 챔버(100);
상기 원통형 챔버(100)의 중심축에 회전가능하게 설치되는 샤프트(210)와 상기 샤프트(210)를 회전시키는 모터(220)를 포함하는 구동부(200);
상기 샤프트(210)에 복수 개로 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 따라 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하고 교반하는 파쇄교반부(300);
복수의 수평 및 수직 프레임으로 구성되어 상기 원통형 챔버(100)와 구동부(200)를 고정 지지하는 프레임부(400);
상기 원통형 챔버(100)의 내부로 증기를 공급하거나 배출하는 증기급배기부(500); 및
상기 구동부(200)와 상기 증기급배기부(500)의 동작을 제어하는 제어부(600);
를 포함하여 구성되고,
상기 파쇄교반부(300)는,
상기 샤프트(210)에 설치되고, 상기 샤프트(210)의 회전에 의해 회동되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 파쇄하는 파쇄블레이드(310); 및 상기 파쇄블레이드(310)에 설치되어 상기 원통형 챔버(100) 내부에 수용된 유기성 폐기물을 교반하는 교반블레이드(320); 를 포함하고,
상기 파쇄블레이드(310)는,
상기 샤프트(210)의 축과 수직으로 설치되고 선단측에는 장공(311a)이 형성되는 한쌍의 파쇄암(311); 서로 마주하는 상기 장공(311a)에 설치되는 칼날축(312); 상기 칼날축(312)에 설치되는 복수 개의 원형칼날(313); 일측은 상기 칼날축(312)의 양측에 고정되고, 타측은 한쌍의 상기 파쇄암(311) 사이에 고정설치되는 판스프링(317); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 제어부(600)는 입력신호에 기초하여 상기 구동부(200)의 모터(220) 회전방향과 속도를 제어하고, 상기 증기급배기부(500)의 증기 급기와 배기를 제어하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.
청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
상기 원통형 챔버(100)의 내부에는 일정 간격으로 복수 개의 고정블레이드(130)가 구성되고,
상기 파쇄교반부(300)는 상기 고정블레이드(130) 사이를 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치.